长螺旋钻机包括液压步履桩架和钻进系统两部分。桩架采用液压步履式底盘，自动化程度好，可自行行走及360度回转，设有四条液压支腿及一条行走油缸以辅助行走及回转同时增加施工时的整机稳定性，可整机进行转运。立柱为可折叠式箱型立柱，法兰连接方式，立柱采用两块高厚度锰板并且用大型折弯机折弯技术，经两道焊缝焊接而成同时立柱内部每隔60cm加焊四根加强筋固定，增加立柱抗扭抗弯性。立柱由两条变幅液压油缸控制其起降。钻进系统包括动力头与钻具，动力头的输出轴与螺旋钻具为中空式，桩机采用长螺旋成孔，可通过钻杆中心管将混凝土（泥浆）进行泵送混凝土CFG桩施工，即能钻孔成孔一机一次完成，也可用于干法成孔、注浆置换改变钻具后还可采取深层搅拌等多种工法进行施工。现阶段履带式为主流，绝大多数用电驱动，电机带动履带达到行走、转向的目的。履带式较步履式优点在于行走速度适宜，转向方便，优良提高了施工速度。缺点在于对要求较高，需要干爽，坚硬的。由于履带是电机驱动，马力有限，不能像挖掘机一样通过泥泞松软的地面，强行在松软施工会导致钻机陷在地上动弹不得。
折叠式长螺旋钻机施工质量控制要点及基础技术参数确定
[一]、折叠式钻机施工质量控制要点
1)测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量，并用平地机平整碾压后放出各桩的准确位置，将线路纵坡、横坡考虑在内后，原地面标高控制在±5cm以内。施工桩顶高程控制在高于设计垫层底标高30cm处。将施工区域进行划分，并将各桩进行编号，定机定人进行管理。
2)布桩时，螺旋打桩钻机的数量、布置形式及间距严格按设计要求。并遵循从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工的原则。不宜从四周转向内推进施工。
3)对进场施工的所有折叠式钻机在开钻前应由施工技术人员对标尺、刻画进行复核，qingchu标识误差。尤其是钻机初始标识要指定专人进行复查。使用反差大的反光贴条每0.5m进行标识，粘贴在钻机导向架上，利于夜间记录人员识别读数。
4)对每根桩都要根据桩机上的垂球目测导向架垂直度，以保证桩身垂直度不大于1%，确保桩体的正常受力。
5)钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进，一般先慢后快。
在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。
6)判断钻头是否到了持力层。在桩机驾驶室观测电流的变化。钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时，电流表指针在120～130A，当钻头遇到持力层时，瞬间的电流将增大到160A以上，同时电压下降。此时，应判定钻头已达到持力层。
7)折叠式钻机成桩过程由现场值班人员指挥，桩机操作手和地泵操作手密切配合，按照先泵料后拔管的原则，防止先拔管后泵料，防止折叠式钻机成吊脚桩。
8)严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制2～3m/min。
9)整个施工过程中，应安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录。记录的内容主要有桩号、钻孔、瞬间电流值、孔深、拔管速度、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。
10)为控制提钻速度，应购置秒表配发到记录人员，钻孔时间、拔管速度、灌注混凝土时间应记录至秒。当天的记录每页由操作人员和技术人员当天进行签字确认。
11)提钻泵送过程中，技术人员要经常敲打输送管，确认管内混合料是否充实，以保证桩体密实。
12)拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量。
13)桩顶砼停灰面根据导向架上标识由操作人员判断，控制在桩顶标高以上0.5m位置。
14)控制好混合料的坍落度。实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度宜控制在180～200mm(可根据运送混合料的距离进行调整)。当拔管速率为2～3m/min时，一般桩顶浮浆可控制在30～50cm左右，成桩质量容易控制。桩身每方混合料掺加粉煤灰量控制在140～180kg。
15)在截取桩头前应准确测量桩顶标高，并在纵横向挂线标示桩头水平位置。一般要求采用锯割的方法，严禁单边打眼凿桩头，防止桩头成斜面或破损，截取后的桩头面应是水平面，如图2所示。清理桩间土和截取桩头时，应采取相应的预防措施，防止造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
16)折叠式钻机施工中，每台班均须制作检验试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。
17)冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。
18)折叠式钻机施工属隐蔽工程，施工完哔后先进行自检，自检率为10%。
19)折叠式钻机成桩后，桩顶以上不足1m垫层情况下严禁大型机械进入施工区。
20)加强施工过程中的监测。
[二]、大孔径卸压长螺旋桩机基础技术参数确定
钻机用途和钻进实际工况决定了基础参数的设计。结合煤矿井下本一1000米煤层强冲击倾向型煤层30米卸压钻孔施工需要，钻机需要具备大扭矩或高转速和大推进与拔起输出能力，高冲击地压工作超载的条件；同时，还应能够适用回转钻进与空钻机械排渣兼顾卸压与回煤双重工艺方法，并兼有匹配该两种工艺方法的操作和控制功能。大孔径卸压长螺旋桩机的基础技术参数主要体现在钻机机身和移动泵站两方面，综合反映了钻机性能与适用工作工艺方式的能力。
(1)钻头转速与截割扭矩
卸压钻机用途和所用的卸压孔工艺要求是确定钻头转速和截割扭矩的决定性因素，长螺旋桩机动力头不仅用于驱动钻头旋转截割煤岩同时还兼作机械排渣或钻头空转仅做机械排渣回煤。动力头钻头转速与截割扭矩直接决定了卸压孔成孔率、卸压孔与排渣效率，以及直接影响制成孔卸压效率密切相关。在功率一定的前提下，大直径、深孔钻进时，会出现煤爆为频繁，孔内塌方为严重，为了便于钻杆脱困采用低转速大扭矩孔，同时为了增加排渣效率又需要高转速和低扭矩的悖论，但高转速时钻杆叶片对内壁的扰动变大，会产生孔内增加地质事故的风险，因此，综合考虑各类型钻机钻头转速，钻头的转速不易过快；同时卸压孔钻制时需要通过动力头驱动钻杆叶片机械排渣，若转速过来转速过快，叶片选择的离心力将时渣料外抛之产生搅拌作业无法完成排渣，因此先按钻式采煤机255mm较大截割直径扭矩需求。
因此对于大孔径卸压长螺旋桩机的全新领域采用类比设计，通过动力头减速器的换，充分考虑以上较小截割扭矩需求以及处理孔内地质事故的扭矩需求。通过工业化实验寻求大孔径卸压长螺旋桩机钻头转速与截割扭矩合理参数。
(2)推进行程
对于卸压钻机来说，给推进程取决于钻机床体长度和推进速度与制孔效率的需求，同时还与推进执行机构的类型以及推进、回托能力的大小有关。此外还要考虑钻杆解锁预留行程的需要。通过增加推进行程，可以减少钻制过程中的换钻次数缩减辅助时间，对提升钻孔效率具有正向激励作用；但行程增加，增大钻机转弯直径，严重影响钻机移机转场效率，同时床体尺寸与重量增加，将对井下运输系统产生负担，降低卸压钻机适应性，综合所述，卸压钻机推进行程拟定为1800mm钻杆长度1600mm较为合适，提高钻机效率的同时充分顾及井下运输实际，实现钻机紧凑设计。
(3)推进与回托能力
卸压钻机推进能力满足正常卸压钻孔钻进需求，而回托能力除满足正常机械排渣需求之外，还具备在发生煤爆时快速钻杆脱困，与排渣的强力回托处理钻方孔塌、钻杆抱死等突发事故的能力。卸压钻机比钻式采煤机机对回托能力提出了高要求。根据以上功能需求，并结合30米超长写呀钻孔制时，根据初步选型计算确定的推进与回托力均为320kN，推进与回托速度。一1m/min(可调)。
(4)液压系统压力与流量
结合3Om超长距离强冲击倾向型煤层卸压钻孔制需求，通过对钻机液压系统主要参数的泵压和流量分析，液压系统泵站采用D1P系列轴向柱塞泵，较大输出排量260m1/r。根据马达特性曲线分析，并结合卸压钻机工艺技术分析以及钻制施工经验，截割马达性能参数较大输出流量400L/min和较大输出压力25MPa时，可满足距离强冲击倾向型煤层30米的制孔要求和经济性要求。
(5)钻机电机功率配套确定钻机电机功率是钻机动力选型的基础，理论上考虑每个执行部件功率的综合要求。但由于现实条件的干扰因素很多，很难做到计算。因此采用大马拉小车的选型原则，充分考虑系数，同时根据钻机动力头输出转矩截割扭矩和钻头转速要求，经过初步选型计算，确定本卸压钻机截割功率为170kW；
才可使液压主泵输出流量与压力匹配，经过选型计算，推进与回托能力与辅助动作动力需求，初步确定辅助部分所需功率为30kW。结合电机设计标准和电器元件防爆设计标准，考虑设备紧凑型和一体化设计，采用单电机带双串联泵的形式布局，因此选用YBK3-355L1-4B35型隔爆电机作为钻机动力源。
河北鼎峰工程机械有限公司（http://www.hbdfgcjx.com）主营多种不同型号的大口径长螺旋桩机、折叠式长螺旋钻机、回转支承，现拥有数控切割、数控折弯、大型喷砂、焊接、机加工、液压油缸试验中心等主要设备100余台，4条流水生产线。具备产品设计、设备、生产和安装能力。产品已经运用于陕西、云南、安徽、辽宁、广东、甘肃、河南等国内绝大部分市场，同时产品相继进入安格拉、印尼、南非等外洋市场。获得了大的的市场认可及用户好评。
折叠式长螺旋钻机施工质量控制要点及基础技术参数确定[一]、折叠式钻机施工质量控制要点
1)测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量，并用平地机平整碾压后放出各桩的准确位置，将线路纵坡、横坡考虑在内后，原地面标高控制在±5cm以内。施工桩顶高程控制在高于设计垫层底标高30cm处。将施工区域进行划分，并将各桩进行编号，定机定人进行管理。
2)布桩时，螺旋打桩钻机的数量、布置形式及间距严格按设计要求。并遵循从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工的原则。不宜从四周转向内推进施工。
3)对进场施工的所有折叠式钻机在开钻前应由施工技术人员对标尺、刻画进行复核，qingchu标识误差。尤其是钻机初始标识要指定专人进行复查。使用反差大的反光贴条每0.5m进行标识，粘贴在钻机导向架上，利于夜间记录人员识别读数。
4)对每根桩都要根据桩机上的垂球目测导向架垂直度，以保证桩身垂直度不大于1%，确保桩体的正常受力。
5)钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进，一般先慢后快。
在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。
6)判断钻头是否到了持力层。在桩机驾驶室观测电流的变化。钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时，电流表指针在120～130A，当钻头遇到持力层时，瞬间的电流将增大到160A以上，同时电压下降。此时，应判定钻头已达到持力层。
7)折叠式钻机成桩过程由现场值班人员指挥，桩机操作手和地泵操作手密切配合，按照先泵料后拔管的原则，防止先拔管后泵料，防止折叠式钻机成吊脚桩。
8)严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制2～3m/min。
9)整个施工过程中，应安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录。记录的内容主要有桩号、钻孔、瞬间电流值、孔深、拔管速度、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。
10)为控制提钻速度，应购置秒表配发到记录人员，钻孔时间、拔管速度、灌注混凝土时间应记录至秒。当天的记录每页由操作人员和技术人员当天进行签字确认。
11)提钻泵送过程中，技术人员要经常敲打输送管，确认管内混合料是否充实，以保证桩体密实。
12)拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量。
13)桩顶砼停灰面根据导向架上标识由操作人员判断，控制在桩顶标高以上0.5m位置。
14)控制好混合料的坍落度。实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度宜控制在180～200mm(可根据运送混合料的距离进行调整)。当拔管速率为2～3m/min时，一般桩顶浮浆可控制在30～50cm左右，成桩质量容易控制。桩身每方混合料掺加粉煤灰量控制在140～180kg。
15)在截取桩头前应准确测量桩顶标高，并在纵横向挂线标示桩头水平位置。一般要求采用锯割的方法，严禁单边打眼凿桩头，防止桩头成斜面或破损，截取后的桩头面应是水平面，如图2所示。清理桩间土和截取桩头时，应采取相应的预防措施，防止造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
16)折叠式钻机施工中，每台班均须制作检验试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。
17)冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。
18)折叠式钻机施工属隐蔽工程，施工完哔后先进行自检，自检率为10%。
19)折叠式钻机成桩后，桩顶以上不足1m垫层情况下严禁大型机械进入施工区。
20)加强施工过程中的监测。
[二]、大孔径卸压长螺旋桩机基础技术参数确定
钻机用途和钻进实际工况决定了基础参数的设计。结合煤矿井下本一1000米煤层强冲击倾向型煤层30米卸压钻孔施工需要，钻机需要具备大扭矩或高转速和大推进与拔起输出能力，高冲击地压工作超载的条件；同时，还应能够适用回转钻进与空钻机械排渣兼顾卸压与回煤双重工艺方法，并兼有匹配该两种工艺方法的操作和控制功能。大孔径卸压长螺旋桩机的基础技术参数主要体现在钻机机身和移动泵站两方面，综合反映了钻机性能与适用工作工艺方式的能力。
(1)钻头转速与截割扭矩
卸压钻机用途和所用的卸压孔工艺要求是确定钻头转速和截割扭矩的决定性因素，长螺旋桩机动力头不仅用于驱动钻头旋转截割煤岩同时还兼作机械排渣或钻头空转仅做机械排渣回煤。动力头钻头转速与截割扭矩直接决定了卸压孔成孔率、卸压孔与排渣效率，以及直接影响制成孔卸压效率密切相关。在功率一定的前提下，大直径、深孔钻进时，会出现煤爆为频繁，孔内塌方为严重，为了便于钻杆脱困采用低转速大扭矩孔，同时为了增加排渣效率又需要高转速和低扭矩的悖论，但高转速时钻杆叶片对内壁的扰动变大，会产生孔内增加地质事故的风险，因此，综合考虑各类型钻机钻头转速，钻头的转速不易过快；同时卸压孔钻制时需要通过动力头驱动钻杆叶片机械排渣，若转速过来转速过快，叶片选择的离心力将时渣料外抛之产生搅拌作业无法完成排渣，因此先按钻式采煤机255mm较大截割直径扭矩需求。
因此对于大孔径卸压长螺旋桩机的全新领域采用类比设计，通过动力头减速器的换，充分考虑以上较小截割扭矩需求以及处理孔内地质事故的扭矩需求。通过工业化实验寻求大孔径卸压长螺旋桩机钻头转速与截割扭矩合理参数。
(2)推进行程
对于卸压钻机来说，给推进程取决于钻机床体长度和推进速度与制孔效率的需求，同时还与推进执行机构的类型以及推进、回托能力的大小有关。此外还要考虑钻杆解锁预留行程的需要。通过增加推进行程，可以减少钻制过程中的换钻次数缩减辅助时间，对提升钻孔效率具有正向激励作用；但行程增加，增大钻机转弯直径，严重影响钻机移机转场效率，同时床体尺寸与重量增加，将对井下运输系统产生负担，降低卸压钻机适应性，综合所述，卸压钻机推进行程拟定为1800mm钻杆长度1600mm较为合适，提高钻机效率的同时充分顾及井下运输实际，实现钻机紧凑设计。
(3)推进与回托能力
卸压钻机推进能力满足正常卸压钻孔钻进需求，而回托能力除满足正常机械排渣需求之外，还具备在发生煤爆时快速钻杆脱困，与排渣的强力回托处理钻方孔塌、钻杆抱死等突发事故的能力。卸压钻机比钻式采煤机机对回托能力提出了高要求。根据以上功能需求，并结合30米超长写呀钻孔制时，根据初步选型计算确定的推进与回托力均为320kN，推进与回托速度。一1m/min(可调)。
(4)液压系统压力与流量
结合3Om超长距离强冲击倾向型煤层卸压钻孔制需求，通过对钻机液压系统主要参数的泵压和流量分析，液压系统泵站采用D1P系列轴向柱塞泵，较大输出排量260m1/r。根据马达特性曲线分析，并结合卸压钻机工艺技术分析以及钻制施工经验，截割马达性能参数较大输出流量400L/min和较大输出压力25MPa时，可满足距离强冲击倾向型煤层30米的制孔要求和经济性要求。
(5)钻机电机功率配套确定钻机电机功率是钻机动力选型的基础，理论上考虑每个执行部件功率的综合要求。但由于现实条件的干扰因素很多，很难做到计算。因此采用大马拉小车的选型原则，充分考虑系数，同时根据钻机动力头输出转矩截割扭矩和钻头转速要求，经过初步选型计算，确定本卸压钻机截割功率为170kW；
才可使液压主泵输出流量与压力匹配，经过选型计算，推进与回托能力与辅助动作动力需求，初步确定辅助部分所需功率为30kW。结合电机设计标准和电器元件防爆设计标准，考虑设备紧凑型和一体化设计，采用单电机带双串联泵的形式布局，因此选用YBK3-355L1-4B35型隔爆电机作为钻机动力源。
河北鼎峰工程机械有限公司（http://www.hbdfgcjx.com）主营多种不同型号的大口径长螺旋桩机、折叠式长螺旋钻机、回转支承，现拥有数控切割、数控折弯、大型喷砂、焊接、机加工、液压油缸试验中心等主要设备100余台，4条流水生产线。具备产品设计、设备、生产和安装能力。产品已经运用于陕西、云南、安徽、辽宁、广东、甘肃、河南等国内绝大部分市场，同时产品相继进入安格拉、印尼、南非等外洋市场。获得了大的的市场认可及用户好评。
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